อุปกรณ์และกลไกควบคุมที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง

การศึกษาด้านวิศวกรรม EEE และ ECE ประกอบด้วยวิชาวิศวกรรมหลายวิชาซึ่งรวมถึง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง , ระบบไฟฟ้า, ระบบควบคุม, เครื่องจักรไฟฟ้า, VLSI, ระบบฝังตัว และอื่น ๆ อิเล็กทรอนิกส์กำลังเป็นวิชาพื้นฐานที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังหลายอย่างเช่น SCR TRIAC , DIAC , มอสเฟต , IGBT, คอนเวอร์เตอร์, ไดรเวอร์มอเตอร์, อินเวอร์เตอร์, ไดรเวอร์ DC ฯลฯ ใช้ในการออกแบบวงจรและโครงการต่างๆโดยใช้กลไกการควบคุมที่แตกต่างกันเช่นการควบคุมมุมยิงการควบคุม PWM และอื่น ๆ

SCR-Thyristor เป็นวงจรเรียงกระแสสามตัวที่ควบคุมด้วยเทอร์มินัลซึ่งทำจากซิลิกอน (โดยทั่วไปจะใช้ซิลิกอน) จึงเรียกอีกอย่างว่า วงจรเรียงกระแสที่ควบคุมด้วยซิลิกอน หรือ SCR การทำงานของ SCR สามารถควบคุมได้โดยการควบคุมความล่าช้าในการให้พัลส์ทริกเกอร์ไปที่ขั้วประตูซึ่งเรียกว่าเป็นการควบคุมมุมยิง ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังตัวแปลงเช่นตัวแปลงคู่ ไซโคลคอนเวอร์เตอร์ และอื่น ๆ ได้รับการออกแบบโดยใช้ไทริสเตอร์และสามารถควบคุมได้โดยใช้กลไกการควบคุมเช่นการควบคุมมุมยิง

ไตรแอกสามารถกำหนดเป็นไทเทอร์สองตัวที่เชื่อมต่อกันในทิศทางต่อต้านขนานและมีเทอร์มินัลประตูเดียวเท่านั้น ดังนั้นเนื่องจากมีไทริสเตอร์สองตัวเชื่อมต่อกันในทิศทางตรงกันข้ามไตรแอคสามารถดำเนินการได้ทั้งสองทิศทางนั่นคือสำหรับทั้งสองขั้วของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้โดยให้พัลส์ทริกเกอร์ไปที่เทอร์มินัลประตู ดังนั้นจึงเรียกว่าไทริสเตอร์คลื่นเต็ม

ในวงจรควบคุม AC สำหรับ ทริกเกอร์ thyrsitors และ triacs โดยทั่วไปจะใช้ไดโอดทริกเกอร์แบบสองทิศทางซึ่งเรียกว่า DIAC สามารถเกิดขึ้นได้โดยการเชื่อมต่อไดโอดสองตัวในทิศทางต่อต้านขนาน (แคโทดของไดโอดหนึ่งเชื่อมต่อกับแคโทดของไดโอดอื่น) และดูเหมือน TRIAC โดยไม่มีขั้วประตูและ ทรานซิสเตอร์ PNP โครงสร้างไม่มีขั้วฐาน

ในบทความนี้เราได้รวบรวมความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคเกี่ยวกับอุปกรณ์และกลไกควบคุมที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง

Naresh, M.Tech (ระบบสมองกลฝังตัว)
R & D, นักเขียนเนื้อหา

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมเรียลไทม์ซึ่งใช้ในการควบคุมและแปลงพลังงานไฟฟ้า วงจรเรียงกระแสควบคุมซิลิกอน (SCRS) ไทริสเตอร์พบการใช้งานมากมายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ การควบคุมพลังงาน . อุปกรณ์เหล่านี้เรียกได้ว่าเป็นเสาหลักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง ไทริสเตอร์สามารถเปลี่ยนพลังงานได้จำนวนมากและใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย

ไทริสเตอร์ยังพบว่ามีการใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังต่ำซึ่งใช้ในวงจรต่างๆตั้งแต่เครื่องหรี่แสงไปจนถึง แหล่งจ่ายไฟ ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน คำว่า SCR หรือวงจรเรียงกระแสที่ควบคุมด้วยซิลิกอนมักใช้ในทำนองเดียวกันกับของไทริสเตอร์ - SCR หรือวงจรเรียงกระแสที่ควบคุมด้วยซิลิกอนเป็นชื่อทางการค้าที่ General Electric ใช้ การสนับสนุนด้านพลังงานเป็นแนวคิดที่สำคัญซึ่งแสร้งทำเป็นอธิบายกลยุทธ์ที่มุ่งเน้นลูกค้าที่นำมาใช้โดย Power Electronics

Sampath Kumar, M.Tech (VLSI) และ B.Tech (ECE)
ผู้เขียนเนื้อหาทางเทคนิค

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังจัดการกับการเปลี่ยน วงจรอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อควบคุมการไหลของพลังงาน มีส่วนประกอบต่างๆที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังเช่น Diodes, Schottky Diodes, Power ทรานซิสเตอร์สองขั้ว , มอสเฟต, ไทริสเตอร์, วงจรเรียงกระแสที่ควบคุมด้วยซิลิคอน (SCR), ไทริสเตอร์แบบเปิด - ปิดประตู, ทรานซิสเตอร์สองขั้วประตูฉนวนไทริสเตอร์แบบเปลี่ยนประตู

ในไทริสเตอร์ (อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง) มุมยิงเป็นกลไกการควบคุมประเภทหนึ่งคือมุมเฟสของแรงดันไฟฟ้าที่ SCR เปิด มีสองวิธีในการเปลี่ยน SCR วิธีหนึ่งคือการใช้แรงดันไฟฟ้าหรือโดยใช้กระแสเกตผ่าน SCR จนกว่าจะมีค่ามากกว่าแรงดันไฟฟ้าแตก

วิศวนาถประถมเอ็มเทค (EPE) และบีเทค (EEE)
ผู้เขียนเนื้อหาทางเทคนิค

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง สามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆตามกลไกการควบคุมเช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่ควบคุมไม่ได้ควบคุมครึ่งเดียว โดยทั่วไปแล้วไดโอดจะถูกเรียกว่าเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่ไม่มีการควบคุม (มันทำงานโดยอาศัยแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของมัน) เนื่องจากเราไม่สามารถควบคุมการทำงานของไดโอดด้วยระบบควบคุมใด ๆ ไทริสเตอร์สามารถถือเป็นอุปกรณ์ควบคุมครึ่งหนึ่งได้เนื่องจากเราสามารถทริกเกอร์หรือเปิดไทริสเตอร์ได้โดยใช้เกตพัลส์ แต่สำหรับการปิดไทริสเตอร์ a วงจรไฟฟ้า หรือกลไกการควบคุมเช่นโดยใช้วิธีการสับเปลี่ยน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังเช่น MOSFET, IGBT เป็นต้นเรียกว่าอุปกรณ์ที่มีการควบคุมอย่างสมบูรณ์เนื่องจากสามารถเปิดและปิดได้โดยใช้สัญญาณควบคุม

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆเช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังขับเคลื่อนในปัจจุบัน (ไทริสเตอร์, ทรานซิสเตอร์ยักษ์, GTO ฯลฯ ), อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้า (MOSFET, IGBT, IGCT, SIT, MCT เป็นต้น ), อุปกรณ์ทริกเกอร์พัลส์ (thyrsitors), อุปกรณ์ทริกเกอร์ระดับ (MOSFET, IGBT, IGCT, SIT, MCT ฯลฯ ), อุปกรณ์ยูโพลาร์ ( มอสเฟตไฟฟ้า ), อุปกรณ์สองขั้ว (IGBT, GTO, IGCT, MCT, GTR), อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังคอมโพสิต (IGBT, MCT)